SE511985C2 - Topographic determination of a surface illuminated by incident light - Google Patents

Topographic determination of a surface illuminated by incident light

Info

Publication number
SE511985C2
SE511985C2 SE9900276A SE9900276A SE511985C2 SE 511985 C2 SE511985 C2 SE 511985C2 SE 9900276 A SE9900276 A SE 9900276A SE 9900276 A SE9900276 A SE 9900276A SE 511985 C2 SE511985 C2 SE 511985C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
image
light
recorded
intensity
registered
Prior art date
Application number
SE9900276A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9900276L (en
SE9900276D0 (en
Inventor
Peter Hansson
Per-Aake Johansson
Original Assignee
Skogsind Tekn Foskningsinst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Skogsind Tekn Foskningsinst filed Critical Skogsind Tekn Foskningsinst
Priority to SE9900276A priority Critical patent/SE9900276L/en
Publication of SE9900276D0 publication Critical patent/SE9900276D0/en
Priority to PCT/SE2000/000024 priority patent/WO2000045125A1/en
Priority to EP00903057A priority patent/EP1155284A1/en
Priority to US09/890,056 priority patent/US6757065B1/en
Priority to AU24693/00A priority patent/AU2469300A/en
Priority to CA002359263A priority patent/CA2359263A1/en
Priority to JP2000596332A priority patent/JP2002535668A/en
Publication of SE511985C2 publication Critical patent/SE511985C2/en
Publication of SE9900276L publication Critical patent/SE9900276L/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B11/306Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness

Abstract

Method of determining a surface illuminated by incident light. First the intensity (I1(x,y)) of light reflected from the surface is recorded in a first image of the surface. After this, the intensity (I2(x,y)) of light reflected from the surface is recorded in a second image of the surface, taken at a different angle of illumination. Only the diffusely reflected light is recorded. The difference between the recorded intensities of the first and the second images is determined to obtain a representation that emphasizes variations in gradient of the surface. This representation is further processed by signal-adapted integration to a topographic description, that is, a height function of the surface.

Description

15 20 25 30 5 l 'l 9 8 5 2 Enligt en betraktelse av uppfinningen registreras intensiteten (dvs. effekten per ytenhet) av endast diffust reflekterat ljus hos de båda bilderna, och bestäms en skillnad mellan de regist- rerade intensiteterna av det diffust reflekterade ljuset hos de första och andra bilderna för erhållande av en representation av ytans lutningsvariationer. 15 20 25 30 5 l 'l 9 8 5 2 According to a consideration of the invention, the intensity (ie the power per unit area) of only diffusely reflected light is recorded in the two images, and a difference between the recorded intensities of the diffusely reflected the light of the first and second images to obtain a representation of the slope variations of the surface.

Om skillnaden norrneras genom division med summan av intensiteterna erhålls en kvot som är väsentligen direkt proportionell mot ytans lokala derivata.If the difference is normalized by division by the sum of the intensities, a ratio is obtained that is substantially directly proportional to the local derivatives of the surface.

Derivatan används i sin tur för beräkning av ytans höjdfunktion.The derivative is in turn used to calculate the height function of the surface.

Insikten som ligger till grund för uppfinningen är att ljusheten hos ett topografiskt ytelement beror såväl av dess diffusa reflektans som dess vinkel i förhållande till belysningen. Om man upptar bilder av ytan med olika belysningsvinklar, så kommer dessa att skilja sig åt på grund av ytans topografi, men inte på grund av skillnader i diffus reflektans. Detta kan en- ligt uppfinningen utnyttjas i bildanalysoperationer som särskiljer topografin från reflektan- SCII.The insight underlying the invention is that the brightness of a topographical surface element depends on both its diffuse rightness and its angle in relation to the illumination. If you take pictures of the surface with different lighting angles, these will differ due to the topography of the surface, but not due to differences in diffuse rightness. According to the invention, this can be used in image analysis operations which distinguish the topography from the rectangular SCII.

KORTFATTAD RITNINGSBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs mer i detalj med hänvisning till bifogad ritning, på vilken FIG. 1 schematiskt visar ett arrangemang för bildregistrering enligt uppfinningen; FIG. 2 visar motsvarande FIG. 1 en modell som grund för bearbetningen av de registrerade bilderna; FIG. 3 visar i diagramforrn ett förenklat exempel på bearbetning av en registrerad bild en- ligt uppfinningen; FIG. 4A och B visar bilder av en djuptyckt provyta registrerade genom belysning från vänster resp. höger hos ett arrangemang enligt FIG. 1; FIG. 5 visar reflek- tans hos provytan enligt FIG. 4; FIG. 6 visar derivatan hos provytan i FIG. 4; FIG. 7 visar topografin hos provytan i FIG. 4; FIG. 8 visar en bild av provytan enligt FIG. 4 med ni- våkurvor representerande -1 um; FIG. 9A och B visar i större skala en reflektansbild resp. en topografisk bild av en med tryckpunkter försedd provyta; och FIG. 10 visar profiler av en provyta uppmätta mekaniskt resp. med ett arrangemang enligt uppfinningen. “t =SPB\\/OL3“.users* SLïDOK“NVord-dokiiUïfi l SEOOUOC 10 20 30 b J *JJ BESKRIVNING Av UTFÖRINGSEXEMPEL I arrangemanget enligt FIG. 1 visas principen för uppfinningen. En provyta 1, som i de beskrivna exemplen är en pappersyta med en typisk area om 5x5 mm, belyses av en första ljuskälla 2 och av en andra ljuskälla 3 anordnade i två inbördes motsatta riktningar. Ljus- källorna 2 innefattar halogenlampor med belysningsoptik. En kamera 4 av CCD-typ detekte- rar och registrerar via en dator 5 intensiteten av det reflekterade ljuset.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which FIG. 1 schematically shows an arrangement for image registration according to the invention; FIG. 2 shows the corresponding FIG. 1 a model as a basis for the processing of the registered images; FIG. 3 shows in diagrammatic form a simplified example of processing a registered image according to the invention; FIG. 4A and B show images of a deep-thick sample surface registered by illumination from the left resp. right of an arrangement according to FIG. 1; FIG. 5 shows the reflectance of the sample surface according to FIG. 4; FIG. 6 shows the derivative of the sample surface in FIG. 4; FIG. 7 shows the topography of the sample surface in FIG. 4; FIG. 8 shows a view of the sample surface according to FIG. 4 with level curves representing -1 μm; FIG. 9A and B show on a larger scale a reflection image resp. a topographic image of a sample surface provided with pressure points; and FIG. 10 shows profiles of a sample surface measured mechanically resp. with an arrangement according to the invention. “T = SPB \\ / OL3“ .users * SLïDOK “NVord-dokiiUïfi l SEOOUOC 10 20 30 b J * JJ DESCRIPTION OF EMBODIMENTS In the arrangement according to FIG. 1 shows the principle of the invention. A sample surface 1, which in the described examples is a paper surface with a typical area of 5x5 mm, is illuminated by a first light source 2 and by a second light source 3 arranged in two mutually opposite directions. The light sources 2 comprise halogen lamps with lighting optics. A CCD-type camera 4 detects and registers the intensity of the reflected light via a computer 5.

Datorn 5 är företrädesvis försedd med känd maskin- och programvara för bildbehandling.The computer 5 is preferably provided with known hardware and software for image processing.

Tidsätgàngen för analys av en bild med en upplösning om 512x512 bildpunkter är för närva- rande ca 10 s med en 400 MHz standard-PC. Den matematiska analysen har genomförts med MATLAB® programvara.The time required for analysis of an image with a resolution of 512x512 pixels is currently about 10 s with a 400 MHz standard PC. The mathematical analysis has been performed with MATLAB® software.

Uppfinningen baseras på detektering av diffust ljus. Spekulära reflexer från provytan kan elimineras i det visade exemplet medelst inbördes korsade polarisatorer 6 och 7. Närmare bestämt kan mellan provytan 1 och varje ljuskälla 2, 3 placeras en polarisator 6 och mellan provytan 1 och kameran 4 placeras en därtill korsad polarisator 7, på sådant sätt att belys- ningsljuset polariseras parallellt med infallsplanet och det reflekterade ljuset polariseras vin- kelrätt därtill.The invention is based on the detection of diffused light. Specular reflections from the sample surface can be eliminated in the example shown by means of mutually crossed polarizers 6 and 7. More specifically, between the sample surface 1 and each light source 2, 3 a polarizer 6 can be placed and between the sample surface 1 and the camera 4 a cross polarizer 7 placed thereon means that the illumination light is polarized parallel to the plane of incidence and the reflected light is polarized perpendicular thereto.

Med hänvisning till FIG. 2 är intensiteten hos det infallande ljuset proportionell mot cos(a), där ot är belysningsljusets infallsvinkel mot ytan 1. För det diffust spridda ljuset antages Lamberts lag vara giltig. Enligt denna är radiansen lika i alla riktningar. Därför gäller för den av kameran 4 detekterade intensiteten att I = Io R cos(ot) [1] där R är reflektansen och Io is den registrerade intensiteten när R = cos(ot) = 1.Referring to FIG. 2, the intensity of the incident light is proportional to cos (a), where ot is the angle of incidence of the illumination light towards the surface 1. For the diffusely scattered light, Lambert's law is assumed to be valid. According to this, the radius is equal in all directions. Therefore, for the intensity detected by the camera 4, I = Io R cos (ot) [1] where R is the re ectancy and Io is the recorded intensity when R = cos (ot) = 1.

Genom skalär multiplikation erhålls värdet för cos(ot) som “ÄSPB*NOLBXUSCrsiSljiDOK Word-d0k'\P3375lSEO0.tl0C 10 15 20 30 f' 4 4 O 0 ä' Û I I J' i) Ö 4 51mm i + wsm cosqa) = a-n/ln1= [z] +l vx fw där a är belysningsvektorn [sin(y),O,-cos(y)] och n är ytnormalen [øY/åx, cï/åjvg-H.By scalar multiplication the value of cos (ot) is obtained as “ÄSPB * NOLBXUSCrsiSljiDOK Word-d0k '\ P3375lSEO0.tl0C 10 15 20 30 f' 4 4 O 0 ä 'Û IIJ' i) Ö 4 51mm i + wsm cosqa) = an / ln1 = [z] + l vx fw where a is the illumination vector [sin (y), O, -cos (y)] and n is the surface normal [øY / åx, cï / åjvg-H.

Om två bilder Ii och Iz, med y: = -q/i, registreras, FIG. 4A, 4B , kan den partiella derivatan df/(bc beräknas med ledning av [1] och [2] som ¿7'_1 -Eç-tany 1,+1¿ I,-I, Detta uttryck är oberoende av reflektansen. Ett exempel på en derivata, beräknad med led- ning av bilderna i FIG. 4A, B, visas i FIG. 6, där derivatan har kodats som en gråskalebild.If two images Ii and Iz, with y: = -q / i, are registered, FIG. 4A, 4B, the partial derivative df / (bc can be calculated from [1] and [2] as ¿7'_1 -Eç-tany 1, + 1¿ I, -I, This expression is independent of the re ectancy. examples of a derivative, calculated from the images in Fig. 4A, B, are shown in Fig. 6, where the derivative has been coded as a grayscale image.

För att erhålla provytans höjdfunktion, behöver derivatan integreras, men eftersom bilderna innehåller brus, behöver vissa spatiala frekvenser integreras med försiktighet. Därför bör företrädesvis derivatan Fouriertransformeras och multipliceras med ett s.k. Wienerfilter: H., H' - [4] 1H,; +.s.\R(u,\») som utför integreringen med undertryckande av spatiala frekvenser u och v, vilka har ett förväntat lågt signal-brusförhâllande SNR. Ytans frekvenssvar H: innefattar både den parti- ella derivatan (i form av 2zriu) och det i materialet spridda ljuset. För närmare beskrivning av ett Wienerfilter hänvisas till Pratt, W. K., (1978), Digital Image Processing, Wiley, New York, 378-387. Ytfunktionen, som visas i FIG. 7, likaså kodad som en gråskalebild där lägre ytområden har en mörkare ton än höga ytområden, erhålls genom invers transforma- tion av produkten.To obtain the height function of the sample surface, the derivative needs to be integrated, but since the images contain noise, some spatial frequencies need to be integrated with care. Therefore, preferably the derivative Fourier should be transformed and multiplied by a so-called Wiener filter: H., H '- [4] 1H ,; + .s. \ R (u, \ ») which performs the integration with suppression of spatial frequencies u and v, which have an expected low signal-to-noise ratio SNR. Surface frequency response H: includes both the partial derivative (in the form of 2zriu) and the light scattered in the material. For a more detailed description of a Wiener filter, see Pratt, W. K., (1978), Digital Image Processing, Wiley, New York, 378-387. The surface function shown in FIG. 7, also coded as a gray scale image where lower surface areas have a darker tone than high surface areas, is obtained by inverse transformation of the product.

Provytans lokala reflektans, som tillhandahåller information om pätryckets täckningsgrad. erhålls approximativt som summan av bilderna, Ii och 1:. se FIG. 5.The local reflectance of the sample, which provides information on the degree of coverage of the imprint. obtained approximately as the sum of the images, Ii and 1 :. see FIG. 5.

För att underlätta förståelsen av uppfinningen, visas på FIG. 3 A-G en förenklad endimen- sionell "digital" betraktelse av en typisk bildbehandlingsoperation.To facilitate the understanding of the invention, it is shown in FIG. 3 A-G a simplified one-dimensional "digital" view of a typical image processing operation.

\\SPB\\/OL3l~users^~ S1.\DOK\Word-dok\P3375 l SE00.doc 10 15 25 Ut (TI .__S ...à \ fï \- d i FIG. 3 A visar den provyta vars topografi f(x) skall undersökas. Ytan har i detta fall ett pâtryckt regelbundet mönster.\\ SPB \\ / OL3l ~ users ^ ~ S1. \ DOK \ Word-dok \ P3375 l SE00.doc 10 15 25 Ut (TI .__ S ... à \ fï \ - di FIG. 3 A shows the sample area whose topography f (x) is to be examined, in which case the surface has a printed regular pattern.

När ytan belyses med strykljus frân vänster erhålls enligt FIG. 3B till följd av variationer i såväl reflektans (mönstret) som topografi, en intensitetsvariation i det diffust reflekterade ljuset. Jämför även motsvarande bild eller grafiska representation i det tvådímensíonella fallet enligt FIG. 4A där intensitetsvariationen motsvaras av variation i gråskala.When the surface is illuminated with a spotlight from the left, according to FIG. 3B due to variations in both reflctance (pattern) and topography, an intensity variation in the diffusely reflected light. Also compare the corresponding image or graphic representation in the two-dimensional case according to FIG. 4A where the intensity variation corresponds to the variation in grayscale.

När ytan belyses med strykljus från höger erhålls pà motsvarande sätt enligt FIG. 3C en ny intensitetsvariation lz(x) i det diffust reflekterade ljuset. Jämför även motsvarande bild i det tvâdimensionella fallet enligt FIG. 4B.When the surface is illuminated with a spotlight from the right is obtained in a corresponding manner according to FIG. 3C a new intensity variation lz (x) in the diffusely reflected light. Also compare the corresponding image in the two-dimensional case according to FIG. 4B.

Beräknas skillnaden, Ii(x) - Iz(x) mellan intensiteterna, erhålls enligt FIG. 3D en variation som framhäver topografiska variationer (reflektansvariationerna undertrycks delvis men ej helt), dvs. variationer i ytans lutning.Calculating the difference, Ii (x) - Iz (x) between the intensities, is obtained according to FIG. 3D a variation that emphasizes topographical variations (the reflection variations are partially but not completely suppressed), ie. variations in the slope of the surface.

Beräknas summan Ii(x) + I1(x) av intensiterna erhålls enligt FIG. 3E en variation som vä- sentligen endast beror av reflektansvariationer, medan de strukturella eller topografiska va- riationerna undertrycks. Med andra ord erhålls ytans färgfördelning, tex. förekomst eller inte förekomst av pátryck. Jämför även motsvarande bild i det tvàdimensionella fallet enligt FIG. 5.If the sum Ii (x) + I1 (x) of the intensities is calculated, obtained according to FIG. 3E a variation that essentially depends only on right variations, while the structural or topographical variations are suppressed. In other words, the color distribution of the surface is obtained, e.g. presence or absence of pressure. Also compare the corresponding image in the two-dimensional case according to FIG. 5.

Beräknas kvoten (Ii(x) - Iz(x))/( Ii(x) + Iz(x)), dvs den normerade skillnaden mellan inten- siteterna, erhålls enligt FIG. 3F en variation som väsentligen endast beror av topografiska variationer, dvs. variationer i ytans lutning.If the ratio (Ii (x) - Iz (x)) / (Ii (x) + Iz (x)) is calculated, ie the standardized difference between the intensities, is obtained according to FIG. 3F a variation which essentially only depends on topographical variations, i.e. variations in the slope of the surface.

Kvoten används för beräkning av derivata FIG. 3F l _I,(x)-I3(x) tany I.|(x)+ l1(x) ytans enligt som f.'(X) = IXSPBXVOLÉ ~users\SL'«.DOK\\Å”ord«1ok\P3375 l SENLIOC lÛ 15 20 25 30 6 där liksom tidigare y = belysningsljusets infallsvinkel. Jämför även motsvarande bild i det tvådimensionella fallet enligt FIG. 6. I det tvådimensionella fallet blir derivatan på motsva- rande sätt 1 1|(X.~y)_[3(x»,V) f. (m) s TW . [I (XJ) + un” Integreras derivatan, företrädesvis med ovan beskriven samtidig anpassad brusundertryck- ning, erhålls ytans topografi enligt FIG. 3G. Jämför även motsvarande bild i det tvâdirnen- sionella fallet enligt FIG. 7.The ratio is used to calculate derivatives FIG. 3F l _I, (x) -I3 (x) tany I. | (x) + l1 (x) surface according to as f. '(X) = IXSPBXVOLÉ ~ users \ SL' «. DOK \\ Å” ord «1ok \ P3375 l SENLIOC lÛ 15 20 25 30 6 where as before y = angle of incidence of the illumination light. Also compare the corresponding image in the two-dimensional case according to FIG. 6. In the two-dimensional case, the derivative correspondingly becomes 1 1 | (X. ~ y) _ [3 (x », V) f. (M) s TW. [I (XJ) + un ”If the derivative is integrated, preferably with simultaneously adapted noise suppression described above, the topography of the surface according to FIG. 3G. Also compare the corresponding image in the two-dimensional case according to FIG. 7.

Som framgår av det föregående kan, förutom den rena topografiska bestämningen (FIG. 7) av en yta, uppfinningen sålunda även användas för samtidig bestämning av ytans reflektans (FIG. 5) i samma koordinater. Därmed kan intressanta samband mellan ytstruktur och färgöverföring studeras i detalj. På reflektansbilden i FIG. 5 har i FIG. 8 genom tröskelope- ration i den bildanalyserande datorn 5 införts nivåkurvor motsvarande ett djup om -l um från en glidande referensnivå, vilket kan förklara varför tryckpunkter saknas i partier av tryckområdet. På provytan enligt FIG. 9A och B har på motsvarande sätt undersökts om ett bestämt djup hos försånkningarna (Lex. mörka partier i vänstra övre delen av topografikar- tan FIG. 9B) i ytan kan motsvara utebliven färgöverföring (uteblivna färgpunkter i FIG. 9A i de partier som är mörkast i FIG. 9B). Detta kan inom trycktekniken utnyttjas som en för- utsägelse om på vilka ställen missade tryckpunkter kan förväntas.As can be seen from the foregoing, in addition to the pure topographic determination (FIG. 7) of a surface, the invention can thus also be used for the simultaneous determination of the surface rectity (FIG. 5) in the same coordinates. Thus, interesting relationships between surface structure and color transfer can be studied in detail. In the right image in FIG. 5 has in FIG. 8 by threshold operation in the image analyzing computer 5, level curves corresponding to a depth of -l um from a sliding reference level are introduced, which may explain why pressure points are missing in portions of the pressure range. On the sample surface of FIG. 9A and B have similarly been examined whether a certain depth of the depressions (Lex. Dark portions in the upper left part of the topography map FIG. 9B) in the surface may correspond to missing color transfer (missing color points in FIG. 9A in the darkest portions in FIG. 9B). This can be used in printing technology as a prediction of where places missed pressure points can be expected.

Det har därvid visat sig att s.k. rak tröskelsättning i topografin ej fungerar så bra. Om man däremot högpassfiltrerar topografin så att långvågig information undertrycks och därefter applicerar en tröskel på -lum, dvs. i praktiken tröskling relativt en glidande referensnivå. så markeras områden som har hög sannolikhet för utebliven färgöveröverföring, se FIG. 8.It has thereby been shown that the so-called straight thresholding in the topography does not work so well. If, on the other hand, you high-filter the topography so that long-wave information is suppressed and then apply a threshold of -lum, ie. in practice threshold relative to a sliding reference level. then areas are marked that have a high probability of no color transfer, see FIG. 8.

Av detta kan man alltså lära sig mer om hur ytråhet skall mätas på ett tryckbarhetsrelevant sätt. Metoden har också gett intressanta resultat för fulltonsytor tryckta i flexo (ej visat).From this you can thus learn more about how surface roughness should be measured in a printability-relevant way. The method has also given interesting results for full-tone surfaces printed in flexo (not shown).

De tvâ bilderna behöver ej nödvändigtvis registreras vid skilda tidpunkter. Exempelvis kan med det beskrivna arrangemanget enligt FIG. l den ena bilden registreras i ett första ljusvåglängdsområde och den andra bilden från samma kamerapunkt samtidigt registreras i SPBXVOLB .users-SL '.DOK'~.Word-dok\P3375 l SE00.doc 10 C [i 1"' z i; f) 7 Ö i i ett andra, till det första vâglängdsorrirådet komplementärt eller skilt våglängdsområde (ej visat) om de två belysningarna använder skilda våglängdsoinráden. Därigenom erbjuds möj- lighet att registrera förlopp då provytan, t.ex. ett område av en pappersbana under produk- tion, befinner sig i rörelse.The two images do not necessarily have to be registered at different times. For example, with the described arrangement of FIG. in one image is recorded in a first light wavelength range and the second image from the same camera point is simultaneously recorded in SPBXVOLB .users-SL '.DOK' ~ .Word-doc \ P3375 l SE00.doc 10 C [i 1 "'zi; f) 7 Ö ii a second, to the first wavelength range complementary or different wavelength range (not shown) if the two illuminations use different wavelength ranges, thereby offering the possibility to register the course when the sample surface, eg an area of a paper web during production , is in motion.

Analyser enligt uppfinningen av provstycken av LWC-papper har visat god korrelation, r2=0,95, mellan profiler bestämda enligt uppfinningen och profiler bestämda enligt konven- tionella optiska eller mekaniska profilmätmetoder. I det i FIG. 10 visade diagrammet anger den heldragna kurvan profilen bestämd enligt uppfinningen, medan den streckade kurvan anger samma profil hos samma pappersremsa bestämd genom en mekanisk kontaktmätme- tod. “ÅSPBEVOLIlusers\SLEDOKïVJord-dok\P3375 l SEOOJZIOCAnalyzes according to the invention of test pieces of LWC paper have shown a good correlation, r2 = 0.95, between profiles determined according to the invention and profiles determined according to conventional optical or mechanical sampling methods. In that in FIG. The diagram shown shows the solid curve profile determined according to the invention, while the dashed curve indicates the same profile of the same strip of paper determined by a mechanical contact measuring method. “ÅSPBEVOLIlusers \ SLEDOKïVJord-dok \ P3375 l SEOOJZIOC

Claims (13)

lO 15 20 30 5 ”l ”i 9 15 8 PATENTKRAVlO 15 20 30 5 ”l” i 9 15 8 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Sätt att bestämma en av infallande ljus belyst yta genom registrering av inten- siteten (li(x,y')) i reflekterat ljus från ytan hos en första bild därav och registrering av inten- siteten (Iz(x,y)) i reflekterat ljus från ytan hos en andra, till den första bilden komplementär bild därav upptagen med annan belysningsvinkel, k ä n n e t e c k n a t av registrering av intensiteten av endast diffust reflekterat ljus över ytan hos de båda bilderna, och bestämning av en skillnad mellan de registrerade intensiteterna av det diffust reflekterade ljuset över ytan hos de första och andra bilderna för erhållande av en represen- tation som framhäver lutningsvariationer hos ytan. iQ1. l. Method of determining an area illuminated by incident light by recording the intensity (li (x, y ')) in reflected light from the surface of a first image thereof and recording the intensity (Iz (x, y'). )) in reflected light from the surface of a second image, complementary to the first image, taken with a different illumination angle, characterized by recording the intensity of only diffused reflected light over the surface of the two images, and determining a difference between the recorded the intensities of the diffusely reflected light across the surface of the first and second images to obtain a representation that emphasizes gradient variations of the surface. iQ 2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att skillnaden normeras för er- hållande av en en reflektansneutral bild som representerar lutningsvariationer, dvs. en deri- vata av ytans höjclfunktion. kännetecknat2. A method according to claim 1, characterized in that the difference is standardized to obtain a reactance-neutral image which represents inclination variations, ie. a derivative of the surface height function. characterized 3. Sätt enligt krav 2, av att skillnaden normeras genom division med en summa (I1(x,y)+l1(x,y)) av de registrerade intensiteterna över ytan.A method according to claim 2, in that the difference is normalized by division by a sum (I1 (x, y) + l1 (x, y)) of the recorded intensities over the surface. 4. Sätt enligt [något] krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att summan (li(x,y)+l:(x,y)) av de registrerade intensiteterna över ytan används för erhållande av en väsentligen topografiskt neutral reflektansbild av ytan.4. A method according to [any] claim 3, characterized in that the sum (li (x, y) + 1: (x, y)) of the recorded intensities above the surface is used to obtain a substantially topographically neutral reflectance image of the surface. 5. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att intensite- ten hos den första bilden registreras med ljus infallande från en första riktning och att inten- siteten hos den andra bilden registreras med ljus infallande från en andra, till den första riktningens reflektionsvinkel motsatt riktning.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the intensity of the first image is recorded with light incident from a first direction and that the intensity of the second image is recorded with light incident from a second, to the first direction. reflection angle opposite direction. 6. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av beräkning av ytans derivata genom l 1,(.ic.,v)-I2(x.y) 'fiixiyö z tßni/ 1l(X-y)+ MXJ) 'i\SPB\VOL3\users\.SL\DOK*.\Vord-dok\ P3375 l SE00.doc 10 O. f" 1 k) i) där y är ljusets infallsvinkel.Method according to one of the preceding claims, characterized by calculating the derivative of the surface by l 1, (. Ic., V) -I 2 (xy) 'fiixiyö z tßni / 1l (Xy) + MXJ)' i \ SPB \ VOL3 \ users \ .SL \ DOK *. \ Vord-dok \ P3375 l SE00.doc 10 O. f "1 k) i) where y is the angle of incidence of the light. 7. Sätt enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av Fouriertransformation av deri- vatan och multiplikation därav med ett Wienerñlter för undertryckning av brus i de registre- rade intensiteterna.7. A method according to claim 6, characterized by Fourier transformation of the derivative and multiplication thereof with a Wienerñlter for suppressing noise in the recorded intensities. 8. Sätt enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a t av integrering av derivatan för erhållande av ytans höjdfunktion.8. A method according to claim 6 or 7, characterized by the integration of the derivative to obtain the height function of the surface. 9. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e e k n a t av polarisering av det infallande ljuset och därtill korsande polarisering av det reflekterade ljuset för att eliminera reflexer i ytan och erhålla nämnda diffust reflekterade ljus.9. A method according to any one of the preceding claims, characterized by polarizing the incident light and additionally polarizing the reflected light to eliminate reflections in the surface and obtain said diffusely reflected light. 10. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att den första bilden registreras med ljus i ett första ljusvâglängdsområde och att den andra bilden regist- reras med ljus i ett andra, från det första ljusvåglängdsorrtràdet skilt ljusvåglängdsomrâde.10. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first image is registered with light in a first light wavelength range and that the second image is registered with light in a second light wavelength range separate from the first light wavelength range. 11. Sätt enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att den första bilden regist- reras genom belysning med ljus av en första frekvens, och att den andra bilden registreras genom belysning med ljus av en, från den första frekvensen avvikande frekvens.11. A method according to claim 10, characterized in that the first image is registered by illumination with light of a first frequency, and that the second image is registered by illumination with light of a frequency deviating from the first frequency. 12. Sätt enligt krav 10 eller 11, kännetecknat av attdenförstaoch den andra bilden registreras samtidigt.Method according to Claim 10 or 11, characterized in that the first and the second image are registered simultaneously. 13. Användning av ett sätt enligt nagot av föregående krav för topografisk bestäm- ning av en pappersyta. 'tXSPBXVOL3".usersïSL”.DOKïVVord-d0k\P3375 ISEOOdOCUse of a method according to any one of the preceding claims for topographical determination of a paper surface. 'tXSPBXVOL3 ".usersïSL" .DOKïVVord-d0k \ P3375 ISEOOdOC
SE9900276A 1999-01-28 1999-01-28 Topographic determination of a surface illuminated by incident light SE9900276L (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9900276A SE9900276L (en) 1999-01-28 1999-01-28 Topographic determination of a surface illuminated by incident light
PCT/SE2000/000024 WO2000045125A1 (en) 1999-01-28 2000-01-10 Method of determining an illuminated surface
EP00903057A EP1155284A1 (en) 1999-01-28 2000-01-10 Method of determining an illuminated surface
US09/890,056 US6757065B1 (en) 1999-01-28 2000-01-10 Method of determining an illuminated surface
AU24693/00A AU2469300A (en) 1999-01-28 2000-01-10 Method of determining an illuminated surface
CA002359263A CA2359263A1 (en) 1999-01-28 2000-01-10 Method of determining an illuminated surface
JP2000596332A JP2002535668A (en) 1999-01-28 2000-01-10 How to determine the light receiving surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9900276A SE9900276L (en) 1999-01-28 1999-01-28 Topographic determination of a surface illuminated by incident light

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9900276D0 SE9900276D0 (en) 1999-01-28
SE511985C2 true SE511985C2 (en) 2000-01-10
SE9900276L SE9900276L (en) 2000-01-10

Family

ID=20414269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9900276A SE9900276L (en) 1999-01-28 1999-01-28 Topographic determination of a surface illuminated by incident light

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6757065B1 (en)
EP (1) EP1155284A1 (en)
JP (1) JP2002535668A (en)
AU (1) AU2469300A (en)
CA (1) CA2359263A1 (en)
SE (1) SE9900276L (en)
WO (1) WO2000045125A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001086228A1 (en) * 2000-05-05 2001-11-15 Roger Tuomas A method to measure surface structure

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE515711C2 (en) * 2000-02-09 2001-10-01 Volvo Personvagnar Ab Apparatus and method for measuring surface roughness of a measuring object
EP1400802A1 (en) * 2002-09-23 2004-03-24 Ford Global Technologies, Inc. Method and arrangement for detecting and evaluating surface irregularities
DE102004050355A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-27 Steinbichler Optotechnik Gmbh Method and device for testing the surface of a tire
FI20060331A0 (en) * 2006-04-05 2006-04-05 Kari Seppaelae Method and device for shape measurement / shape identification
US20090027648A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Asml Netherlands B.V. Method of reducing noise in an original signal, and signal processing device therefor
FI122448B (en) 2008-07-23 2012-01-31 Labvision Technologies Ltd Oy Figure ring arrangement
EP2322899B1 (en) * 2008-08-26 2022-03-16 Kabushiki Kaisha Bridgestone Specimen roughness detecting method, and apparatus for the method
ES2670333T3 (en) * 2009-11-14 2018-05-30 Vmt Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme Gmbh Procedure for detecting the front edge surfaces of hollow fibers and procedure for detecting the interior spaces of hollow, unobstructed fibers of a bundle of hollow fibers
JP6635674B2 (en) * 2015-05-11 2020-01-29 キヤノン株式会社 Measuring device, measuring method and program
JP6119926B1 (en) * 2015-06-05 2017-04-26 新日鐵住金株式会社 Metal body shape inspection apparatus and metal body shape inspection method

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4162126A (en) 1976-12-10 1979-07-24 Hitachi, Ltd. Surface detect test apparatus
JPS5892904A (en) * 1981-11-30 1983-06-02 Hitachi Ltd Surface direction detecting method and detector thereof
JPS60135704A (en) 1983-12-23 1985-07-19 Hitachi Ltd Pattern detector
JPS6182106A (en) 1984-09-28 1986-04-25 Tokyo Doro Enjinia Kk Detecting method of road surface difference
JPH071164B2 (en) 1985-02-28 1995-01-11 ソニー株式会社 3D shape recognition device
JPH02243911A (en) * 1989-03-17 1990-09-28 Hitachi Ltd Soldering inspection device
US5465153A (en) * 1991-10-04 1995-11-07 Kms Fusion, Inc. Electro-optical system for gauging specular surface profile deviations
US5463464A (en) * 1991-10-04 1995-10-31 Kms Fusion, Inc. Electro-optical system for gauging surface profile deviations using infrared radiation
US5311286A (en) * 1992-04-01 1994-05-10 Materials Technologies Corporation Apparatus and method for optically measuring a surface
WO1995035506A2 (en) * 1994-06-17 1995-12-28 Kensington Laboratories, Inc. Scribe mark reader
DE19534716C2 (en) * 1995-09-19 1999-06-17 Autronic Bildverarbeitung Device for detecting defects on a smooth surface
HU224946B1 (en) 1995-09-22 2006-04-28 Owens Brockway Glass Container System for checking containers by a field programmable gate array logic
JP3509377B2 (en) * 1996-04-12 2004-03-22 株式会社ニコン Curvature measuring device
US5930383A (en) * 1996-09-24 1999-07-27 Netzer; Yishay Depth sensing camera systems and methods
SE508822C2 (en) 1997-02-17 1998-11-09 Volvo Ab Method and apparatus for measuring and quantifying surface defects on a test surface
AU3991799A (en) * 1998-05-14 1999-11-29 Metacreations Corporation Structured-light, triangulation-based three-dimensional digitizer
US6522777B1 (en) * 1998-07-08 2003-02-18 Ppt Vision, Inc. Combined 3D- and 2D-scanning machine-vision system and method
US6552783B1 (en) * 2000-06-28 2003-04-22 Teradyne, Inc. Optical system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001086228A1 (en) * 2000-05-05 2001-11-15 Roger Tuomas A method to measure surface structure

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000045125A1 (en) 2000-08-03
EP1155284A1 (en) 2001-11-21
AU2469300A (en) 2000-08-18
WO2000045125A8 (en) 2000-12-07
US6757065B1 (en) 2004-06-29
SE9900276L (en) 2000-01-10
CA2359263A1 (en) 2000-08-03
SE9900276D0 (en) 1999-01-28
JP2002535668A (en) 2002-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Valença et al. Characterisation of concrete cracking during laboratorial tests using image processing
JP2002078683A (en) Device and method for inspecting surface
JP2009022745A (en) Method for measuring skin tissue and apparatus
JP4872399B2 (en) Fingerprint image input device with counterfeit fingerprint discrimination function
SE511985C2 (en) Topographic determination of a surface illuminated by incident light
WO2002035217A3 (en) Methods for continuous embedded process monitoring and optical inspection of substrates using specular signature analysis
KR960024260A (en) Layer Thickness Determination Apparatus and Method
US8760638B2 (en) Material identification and discrimination
US20130329039A1 (en) Defect inspection method and device thereof
JP2008506957A (en) Measuring the height of transparent objects
JP2009293999A (en) Wood defect detector
JP4235046B2 (en) Steel plate surface inspection method, system, image processing apparatus, and computer program
Hansson et al. Topography and reflectance analysis of paper surfaces using a photometric stereo method
JP6624161B2 (en) Apparatus for measuring coating film swelling width of coated metal sheet and method for measuring coating film swelling width of coated metal sheet
SE528526C2 (en) Method and apparatus for optical evaluation of a paper surface
JP2010091361A (en) Method and device for inspecting image
Hansson et al. A new method for the simultaneous measurement of surface topography and ink distribution on prints
JP3844973B2 (en) Substrate polishing end point detection
KR20080004346A (en) Unevenness inspecting apparatus, image display apparatus, unevenness inspecting method, and image display method
JP2000230814A (en) Shape measuring method using laser light
JP2011191229A (en) Coloration analyzer, method and program
KR100517868B1 (en) Method for determining and evaluating defects in a sample surface
JP2000002514A (en) Film thickness measuring apparatus, alignment sensor and alignment apparatus
KR100353864B1 (en) Surface inspection method and system
US6768812B1 (en) Method for locating features on an object using varied illumination